NL9001351A - Inrichting met een van een afdichting voorzien aansluitorgaan voor een hoogspanningskabel. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inrichting met een van een afdichting voorzien aansluitorgaan voor een hoogspanningskabel.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting met een elektrisch isolerend huis en met een aansluitorgaan voor het aansluiten van een van een isolatiemantel voorziene hoogspanningskabel, welk aansluitorgaan een elektrisch isolerend buisvormig gedeelte bevat, waarvan een eerste uiteinde zich binnen het huis bevindt en voorzien is van een contactorgaan, terwijl een tweede uiteinde buiten het huis uitsteekt, en waarvan de binnendiameter ten minste gelijk is aan de buitendiameter van de isolatiemantel.

De inrichting kan bijvoorbeeld een hoogspanningsgenerator zijn voor het opwekken van een hoge gelijkspanning ten behoeve van een kathodestraalbuis in een televisie-ontvanger. Voorbeelden van zulke hoogspanningsgeneratoren zijn beschreven in US-A 4,016,478 (PHN 7690) en US-A 4,596,949 (PHF 84.535). De verbinding tussen de hoogspanningsgenerator en de kathodestraalbuis wordt tot stand gebracht door middel van een hoogspanningskabel die een door een isolatiemantel omgeven elektrische geleider bevat. Deze kabel kan worden aangebracht nadat de hoogspanningsgenerator in een televisie-ontvanger is gemonteerd. De hoogspanningsgenerator bestaat bij televisie-ontvangers uit een transformator met een aantal gelijkrichters. De kern van de transformator bevindt zich buiten het isolerende huis en voert geen spanning ten opzichte van de omgeving. De spanning aan het vrije uiteinde van de kabel is hoog, bijvoorbeeld ongeveer 30 kV en daardoor is het mogelijk, dat bij een hoge relatieve vochtigheid kruipstromen ontstaan van het uiteinde van de kabel naar de kern of naar andere onderdelen buiten het isolerende huis. Het buisvormige gedeelte van het aansluitorgaan heeft tot doel het ontstaan van zulke kruipstromen te belemmeren door de kruipweg voor deze stromen te verlengen. In veel gevallen is deze oplossing bevredigend, maar gebleken is, dat in een zeer vuile en vochtige omgeving toch ontoelaatbare kruipstromen kunnen ontstaan. Een oplossing voor dit probleem zou kunnen zijn, het buisvormige gedeelte zeer veel langer te maken, maar deze oplossing heeft het nadeel dat de inrichting dan zeer veel ruimte inneemt en kwetsbaar is omdat het lange buisvormige gedeelte gemakkelijk kan afbreken.

De uitvinding heeft tot doel, een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarin het ontstaan van kruipstromen via het oppervlak van het buisvormige gedeelte ook in een zeer vochtige en vuile omgeving verhinderd wordt zonder dat de lengte van het buisvormige gedeelte bijzonder groot is.

De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat het buisvormige gedeelte aan zijn tweede uiteinde voorzien is van een buisvormig verlengstuk, waarvan de binnendiameter groter is dan de binnendiameter van het buisvormige gedeelte, en waarin zich een elastisch, elektrisch isolerend afdichtelement bevindt, dat de vorm heeft van een holle cilinder, waarvan de buitendiameter ten hoogste gelijk is aan de binnendiameter van het verlengstuk en waarvan de binnendiameter nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter van de isolatiemantel, en dat een buisvormig aandrukelement in het verlengstuk geplaatst kan worden in een eerste positie waarbij het afdichtelement niet vervormt, welk aandrukelement na het invoeren van de hoogspanningskabel verder in het verlengstuk gedrukt kan worden tot het een tweede positie inneemt, waarbij het het afdichtelement in axiale richting samendrukt, zodat het afdichtelement de ruimte tussen de isolatiemantel en het binnenoppervlak van het verlengstuk geheel opvult,in welke tweede positie het aandrukelement onbeweeglijk met het verlengstuk verbonden kan worden.

Het in axiale richting samengedrukte afdichtelement vormt een nagenoeg hermetische afdichting van het buisvormige gedeelte, zodat vocht en vuil dit gedeelte niet kunnen binnendringen en dus ook geen invloed op het ontstaan van kruipstromen kunnen hebben.

Het aandrukelement kan op verschillende manieren ten opzichte van het verlengstuk gefixeerd worden, bijvoorbeeld door middel van een schroefverbinding. Een zeer eenvoudige wijze van fixeren is mogelijk bij een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, die het kenmerk heeft, dat het aandrukelement is voorzien van verende tongen die zich na de plaatsing van het aandrukelement in het verlengstuk langs het buitenoppervlak van het verlengstuk in axiale richting naar het buisvormige gedeelte toe uitstrekken en nabij hun vrije uiteinde voorzien zijn van grendelorganen die voor het onbeweeglijk verbinden van het aandrukelement met het verlengstuk kunnen samenwerken met eerste weerhaakvormige uitsteeksels op het buitenoppervlak van het verlengstuk.

Een verder uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat zich op het buitenoppervlak van het verlengstuk voorts tweede weerhaakvormige uitsteeksels bevinden, die verder van het buisvormige gedeelte geplaatst zijn dan de eerste weerhaakvormige uitsteeksels en kunnen samenwerken met de grendelorganen van de verende tongen ter bevestiging van het aandrukelement op het verlengstuk in de eerste positie. Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel, dat het aandrukelement ook vóór het invoeren van de kabel onverliesbaar met het buisvormige gedeelte verbonden is en dus voor of tijdens het monteren van de inrichting in bijvoorbeeld een televisie-ontvanger niet kan zoekraken.

Het afdichtelement omklemt weliswaar de isolatiemantel van de hoogspanningskabel, maar dit verschaft in het algemeen niet een voldoende garantie, dat het elektrische en mechanische contact tussen het vrije uiteinde van de kabel en het contactorgaan niet verbroken wordt, wanneer de kabel op trek belast wordt. Daarom is het in het algemeen noodzakelijk, een aparte trekontlasting aan te brengen. Dit kan een van de vele op zichzelf bekende trekontlastingen zijn. De aanwezigheid van het aandrukelement maakt het echter mogelijk, de trekontlasting met dit aandrukelement te combineren, waardoor een zeer eenvoudige constructie met een minimum aan onderdelen verkregen wordt. Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding waarbij dit het geval is, heeft het kenmerk, dat het aandrukelement aan het van het buisvormige gedeelte afgekeerde uiteinde is voorzien van een buisvormige houder, waarin een trekontlastingselement zodanig bevestigd is, dat het in axiale richting ten opzichte van het aandrukelement beweegbaar is over een afstand die ten minste gelijk is aan de afstand, waarover het aandrukelement verplaatst moet worden om van de eerste naar de tweede positie gebracht te worden.

Het trekontlastingselement bestaat bij voorkeur uit een ring, waaraan zich ten minste twee verende tongen bevinden, die zich in axiale richting naar het buisvormige element toe uitstrekken en aan hun binnenoppervlak voorzien zijn van derde weerhaakvormige uitsteeksels die zover uitsteken, dat zij na het invoeren van de hoogspanningskabel in de isolatiemantel dringen.

Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 toont een schematisch getekend zijaanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding,

Figuur 2 toont een langsdwarsnede van een gedeelte van de in de Figuur 1 getoonde inrichting, waarbij het aandrukelement zich in een eerste positie bevindt, en

Figuur 3 toont een met Figuur 2 overeenkomende langsdoorsnede, waarbij het aandrukelement zich in een tweede positie bevindt.

In Figuur 1 is als uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding een lijnuitgangstransformator voor een televisie-ontvanger getekend, die onder meer tot doel heeft een hoge gelijkspanning (bijvoorbeeld 30 kV) voor een kathodestraalbuis op te wekken. Deze lijnuitgangstransformator bevat een transformatorkern 1 van ferriet en een elektrisch isolerend huis 13 van een geschikte kunststof. In het huis 3 bevinden zich een hoogspanningswikkeling en een aantal gelijkrichters (niet getekend). Het huis 3 is voorzien van een aansluitorgaan 5 voor het aansluiten van een hoogspanningskabel 7, waarvan de buitenzijde gevormd wordt door een isolatiemantel. Het aansluitorgaan 5 bevat een buisvormig gedeelte 9 dat vervaardigd is uit elektrisch isolerend materiaal, bijvoorbeeld hetzelfde materiaal als het huis 3. Het buisvormige gedeelte 9 bevat een eerste uiteinde dat zich binnen het huis 3 bevindt en voorzien is van een contactorgaan 11 dat elektrisch contact kan maken met een complementair contactorgaan 13 aan het vrije uiteinde van de kabel 7. Het contactorgaan 11 kan bijvoorbeeld een elektrisch geleidend rubber bevatten, waarin het van zijn isolatiemantel'ontdane vrije uiteinde van de geleidende kern van de kabel 7 gestoken kan worden. Het tweede uiteinde van het buisvormige gedeelte 9 steekt buiten het huis 3 uit, zodat de kabel 7 via dit uiteinde ingevoerd kan worden. De binnendiameter van het buisvormige gedeelte 9 is ten minste gelijk aan en bij voorkeur iets groter dan de buitendiameter van de isolatiemantel van de hoogspanningskabel 7, zodat de kabel gemakkelijk in het buisvormige gedeelte gebracht kan worden tot de contactorganen 11 en 13 elektrisch geleidend met elkaar verbonden zijn. Het buisvormige gedeelte 9 heeft tot doel, de kruipweg tussen het contactorgaan 11 en delen die zich op massapotentiaal bevinden (in het bijzonder de kern 1) zo lang te maken, dat het ontstaan van kruipstromen verhinderd wordt. Gebleken is echter, dat een kruipweg die onder normale omstandigheden lang genoeg is om dit doel te bereiken, te kort blijkt te zijn, wanneer de inrichting zich in een zeer vochtige en vuile omgeving bevindt. In dat geval zetten vocht en vuil zich af op het binnenoppervlak van het buisvormige gedeelte 9 waardoor dit oppervlak min of meer elektrisch geleidend wordt zodat kruipstromen tussen het contactorgaan 11 (30 kV) en de kern (0 V) ontstaan.

Om te voorkomen, dat vuil en vocht in het buisvormige gedeelte 9 kunnen dringen, is dit gedeelte voorzien van een afdichtinrichting 15 die het inwendige van het buisvormige gedeelte nagenoeg hermetisch afsluit van de omgeving.

De opbouw en de werking van de afdichtinrichting 15 zullen nu nader worden toegelicht aan de hand van de Figuren 2 en 3 die een langsdoorsnede tonen van het tweede uiteinde van het buisvormige gedeelte 5 met de afdichtinrichting. Figuur 2 toont de afdichtinrichting 15 in niet geactiveerde toestand en Figuur 3 in geactiveerde toestand.

De afdichtinrichting 15 bevat een aan het tweede uiteinde van het buisvormige gedeelte 9 gevormd buisvormig verlengstuk 17, waarvan de binnendiameter groter is dan de binnendiameter van het buisvormige gedeelte. In het verlengstuk 17 bevindt zich een uit elastisch, elektrisch isolerend materiaal (bijvoorbeeld een geschikte rubbersoort) vervaardigd afdichtelement 19 dat in de rusttoestand de vorm heeft van een holle cilinder. De buitendiameter van het afdichtelement 19 in rusttoestand is nagenoeg gelijk aan (bij voorkeur iets kleiner dan) de binnendiameter van het verlengstuk 17 en zijn binnendiameter is ten minste gelijk aan en bij voorkeur iets groter dan de buitendiameter van de isolatiemantel van de hoogspanningskabel 7.

Hierdoor kan de hoogspanningskabel 7 gemakkelijk via het afdichtelement 19 in het buisvormige gedeelte 9 gebracht worden, zoals in Figuur 2 te zien is.

In het verlengstuk 17 is een eveneens buisvormig aandrukelement 21 geplaatst, dat zich in Figuur 2 in een eerste positie bevindt, waarbij het afdichtelement 19 niet vervormd wordt en dus in zijn rusttoestand verkeert. Na het invoeren van de hoogspanningskabel 7 kan het aandrukelement 21 in het verlengstuk 17 gedrukt worden, zoals door middel van de pijl 23 is aangegeven. Het aandrukelement 21 drukt daarbij het afdichtelement 19 in axiale richting samen, waardoor het afdichtelement in radiale richting uitzet, zodat het de ringvormige ruimte tussen de isolatiemantel van de kabel 7 enerzijds en het binnenoppervlak van het verlengstuk 17 anderzijds geheel opvult, zoals in Figuur 3 te zien is. Het afdichtelement sluit dan het inwendige van het buisvormige gedeelte 9 nagenoeg hermetisch van de omgeving af, zodat vuil en vocht niet meer kunnen binnendringen.

Het aandrukelement 21 bevindt zich dan in een tweede positie. In deze tweede positie kan het aandrukelement 21 onbeweeglijk verbonden worden met het verlengstuk 17. Dit kan op een aantal verschillende, op zichzelf bekende manieren gebeuren, bijvoorbeeld door middel van een schroefverbinding. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld gebeurt het fixeren op zeer eenvoudige wijze door middel van een klikverbinding. Daartoe is het aandrukelement 21 voorzien van twee diametraal geplaatste verende tongen 25 die zich buiten het verlengstuk 17 in axiale richting uitstrekken en naar het buisvormige gedeelte 9 toe gericht zijn. Nabij zijn vrije uiteinde is elke tong 25 voorzien van een grendelorgaan 27 dat kan samenwerken met een eerste weerhaakvormig uitsteeksel 29 op het buitenoppervlak van het verlengstuk 17 teneinde het aandrukelement en het verlengstuk onbewegelijk met elkaar te verbinden. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn de grendelorganen 27 gevormd doordat in de tongen 25 vensters 31 zijn uitgespaard. Het tussen het venster 31 en het vrije uiteinde van de tong 25 gelegen deel van de tong vormt dan het grendelorgaan. Het is ook mogelijk, de tongen 25 op een andere wijze van grendelorganen te voorzien, bijvoorbeeld door aan de binnenzijde van elke tong nabij het vrije uiteinde een uitsteeksel aan te brengen.

Het buitenoppervlak van het verlengstuk 17 is voorts nog voorzien van tweede weerhaakvormige uitsteeksels 33 die verder van het buisvormige gedeelte 9 geplaatst zijn dan de eerste weerhaakvormige uitsteeksels, dus meer naar boven in de Figuren 2 en 3. Deze tweede weerhaakvormige uitsteeksels kunnen eveneens samenwerken met de grendelorganen 27 van de verende tongen 25 teneinde het aandrukelement 21 in de eerste positie op het verlengstuk 17 te bevestigen. Dit is in Figuur 2 weergegeven. Het voordeel hiervan is, dat de transformator compleet met het afdichtelement 19 en het aandrukelement 21 afgeleverd en in een televisie-ontvanger gemonteerd kan worden zonder dat de kans bestaat dat het afdichtelement of het aandrukelement zoek raakt. Na het invoeren van de hoogspanningskabel 7 kan dan het aandrukelement 21 in de tweede positie gebracht worden, waarbij de grendelorganen 27 achter de weerhaakvormige uitsteeksels 29 snappen, zoals in Figuur 3 te zien is.

Nadat het aandrukelement 21 in de tweede positie is vastgezet, is de hoogspanningskabel 7 in het afdichtelement 19 geklemd. Deze klemming is echter in het algemeen niet voldoende om te voorkomen, dat de verbinding tussen de kabel en het contactorgaan 11 (Figuur 1) los raakt, wanneer op de kabel een trekkracht uitgeoefend wordt. Daarom is het aandrukelement 21 aan het van het buisvormige gedeelte 9 afgekeerde uiteinde voorzien van een buisvormige houder 35, waarin een trekontlastingselement 37, 39 bevestigd is. Het trekontlastingselement 37, 39 bestaat in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld uit een ring 37, waaraan zich twee diametraal geplaatste verende tongen 39 bevinden, die zich in axiale richting uitstrekken en naar het buisvormige element 9 toe gericht zijn. Aan zijn binnenzijde is elke tong 39 voorzien van een derde weerhaakvormig uitsteeksel 41. Dit derde weerhaakvormig uitsteeksel steekt zover uit, dat het na het invoeren van de hoogspanningskabel 7 in de isolatiemantel dringt, zodat de kabel niet meer teruggetrokken kan worden. Op deze wijze komt de trekontlasting van de kabel zeer eenvoudig en automatisch tot stand. Uiteraard kunnen desgewenst meer dan twee verende tongen 39 met uitsteeksels 41 gelijkmatig over de omtrek van de ring 37 verdeeld zijn. Ook is het mogelijk, een anders uitgevoerd trekontlasingselement toe te passen, waarbij de trekontlasting bijvoorbeeld door middel van het aandraaien van een schroef tot stand gebracht wordt.

Aangezien in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld de kabel 7 na het invoeren slechts in één richting kan bewegen ten opzichte van het trekontlastingselement 37, 39, kan dit trekontlastingselement niet met het aandrukelement mee bewegen in de richting van het buisvormige element 9 toe, wanneer het aandrukelement van de eerste naar de tweede positie gebracht wordt. Daarom is de bevestiging van het trekontlastingselement 37, 39 in de buisvormige houder 35 zodanig uitgevoerd, dat het trekontlastingselement ten opzichte van het aandrukelement 21 in axiale richting beweegbaar is over een afstand die ten minste gelijk is aan de afstand, waarover het aandrukelement verplaatst moet worden om van de eerste naar de tweede positie bebracht te worden. Daartoe zijn aan de tongen 39 buitenwaarts gerichte uitsteeksels 43 gevormd, die uitsteken in vensters 45 die zijn uitgespaard in de wand van de buisvormige houder 35. De afmeting in axiale richting van deze vensters is groter dan de afstand tussen de eerste weerhaakvormige uisteeksels 29 en de tweede weerhaakvormige uisteeksels 33, zodat het trekontlastingselement 37, 39 voldoende beweeglijkheid in axiale richting heeft. Aangezien de uitsteeksels 43 niet buiten de begrenzingen van de vensters 45 kunnen komen, kan het trekontlastingselement 37, 39 tevoren in de houder 35 geplaatst worden, zonder dat het gevaar bestaat, dat het tijdens het transport of montage van de transformator zoekraakt.

Claims (5)

1. Inrichting met een elektrisch isolerend huis (3) en met een aansluitorgaan (5) voor het aansluiten van een van een isolatiemantel voorziene hoogspanningskabel (7), welk aansluitorgaan een elektrisch isolerend buisvormig gedeelte (9) bevat, waarvan een eerste uiteinde zich binnen het huis bevindt en voorzien is van een contactorgaan (11), terwijl een tweede uiteinde buiten het huis uitsteekt, en waarvan de binnendiameter ten minste gelijk is aan de buitendiameter van de isolatiemantel, met het kenmerk, dat het buisvormige gedeelte (9) aan zijn tweede uiteinde voorzien is van een buisvormig verlengstuk (17), waarvan de binnendiameter groter is dan de binnendiameter van het buisvormige gedeelte, en waarin zich een elastisch, elektrisch isolerend afdichtelement (19) bevindt, dat de vorm heeft van een holle cilinder, waarvan de buitendiameter ten hoogste gelijk is aan de binnendiameter van het verlengstuk (17) en waarvan de binnendiameter nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter van de isolatiemantel, en dat een buisvormig aandrukelement (21) in het verlengstuk (17) geplaatst kan worden in een eerste positie waarbij het afdichtelement (19) niet vervormt, welk aandrukelement na het invoeren van de hoogspanningskabel (7) verder in het verlengstuk (17) gedrukt kan worden tot het een tweede positie inneemt, waarbij het het afdichtelement (19) in axiale richting samendrukt, zodat het afdichtelement (19) de ruimte tussen de isolatiemantel en het binnenoppervlak van het verlengstuk (17) geheel opvult, in welke tweede positie het aandrukelement (21) onbeweeglijk met het verlengstuk (17) verbonden kan worden.

2. Inrichting volgens Conclusie 1, met het kenmerk, dat het aandrukelement (21) is voorzien van verende tongen (25) die zich na de plaatsing van het aandrukelement in het verlengstuk (17) langs het buitenoppervlak van het verlengstuk in axiale richting naar het buisvormige gedeelte (9) toe uitstrekken en nabij hun vrije uiteinde voorzien zijn van grendelorganen (27) die voor het onbeweeglijk verbinden van het aandrukelement (21) met het verlengstuk (17) kunnen samenwerken met eerste weerhaakvormige uitsteeksels (29) op het buitenoppervlak van het verlengstuk.

3. Inrichting volgens Conclusie 2, met het kenmerk, dat zich op het buitenoppervlak van het verlengstuk (17) voorts tweede weerhaakvormige uitsteeksels (33) bevinden, die verder van het buisvormige gedeelte (9) geplaatst zijn dan de eerste weerhaakvormige uitsteeksels (29) en kunnen samenwerken met de grendelorganen (27) van de verende tongen (25) ter bevestiging van het aandrukelement (21) op het verlengstuk (17) in de eerste positie.

4. Inrichting volgens een der voorgaande Conclusies, met het kenmerk, dat het aandrukelement (21) aan het van het buisvormige gedeelte (9) afgekeerde uiteinde is voorzien van een buisvormige houder (35), waarin een trekontlastingselement (37, 39) zodanig bevestigd is, dat het in axiale richting ten opzichte van het aandrukelement (21) beweegbaar is over een afstand die ten minste gelijk is aan de afstand, waarover het aandrukelement verplaatst moet worden om van de eerste naar de tweede positie gebracht te worden.

5. Inrichting volgens Conclusie 4, met het kenmerk, dat het trekontlastingselement (37, 39) bestaat uit een ring (37), waaraan zich ten minste twee verende tongen (39) bevinden, die zich in axiale richting naar het buisvormige element (9) toe uitstrekken en aan hun binnenoppervlak voorzien zijn van derde weerhaakvormige uitsteeksels (41) die zover uitsteken, dat zij na het invoeren van de hoogspanningskabel (7) in de isolatiemantel dringen.